煉化乙烯裝置減粘塔系統運行問題分析與改進措施

符吉利(海南太平洋石油實業股份有限公司，海南 三亞 572000)

0 引言

為控制汽油分餾塔塔釜運行不穩定和解決焦塊堵死裂解燃料油管線的問題，停工期間，鎮海乙烯減粘塔以及急冷器切出檢查，并在減粘塔底部抽出口增加防焦過濾罩，成功的解決減粘塔運行不穩定的問題。下文將對此減粘塔的運行狀況和存在的問題進行分析 ,并提出了可行改進措施。

1 鎮海乙烯急冷油減粘塔運行狀態及存在問題

1.1 急冷油減粘塔工藝流程

中國石化鎮海石化股份有限公司新建的100wt/乙烯裝置采用了減粘塔減粘的技術。其工藝流程圖如圖1所示。

急冷油來自急冷塔(DA-151)塔釜，經過濾器(FD-152)過濾后，在調節閥(TIC-15010)的控制下，經過混合器(HB-151)注入減粘塔(DA-153)上部，然后用從乙烷裂解爐出來的循環乙烷裂解氣對其汽提。汽提出的輕質物料進入減粘塔塔底，達到為急冷油減粘的目的。塔內部的液體自上而下流到下段，通過調節閥(FIC-15005)控制中壓蒸汽再次進行汽提，汽提出的輕質物料的蒸汽送回急冷塔塔底。減粘塔塔釜的裂解燃料油產品經輸送泵(GA-154A/B)外送。經裂解燃料油冷卻器(EA-155A/B)用急冷水冷卻到80℃后，送往裂解燃料油貯罐區。

這種急冷油減粘工藝首先由公司S&W 研究開發，經過幾年的發展，已形成比較成熟的種減粘工藝，國內很多在建的乙烯裝置都采用此種技術，以下是該型急冷油減粘塔工藝的優缺點(見表1)。

表1 減粘塔系統技術特點

1.2 減粘塔投用后的運行狀況

鎮海乙烯開車成功后，減粘塔接收來自乙烷裂解爐的裂解氣進行急冷油減粘操作。運行半年期間，減粘塔運行狀況不穩定，主要表現在以下幾個方面。

(1)裂解燃料油的粘度過大。主要表現為減粘塔釜裂解燃料油的粘度高，導致返回急冷塔的裂解燃料油流量調節閥結焦，調節失靈。

(2)減粘塔塔釜結焦物過多。2010年8月25日和10月8日，因PFO 產品泵GA-154A/B 入口管線及過濾器堵，造成PFO 產品泵抽空和減粘塔液位急速上升，為維持減粘塔的運行，一方面通過打開減粘塔至FA-155排放線，將PFO 適當排至FA-155，以便控制塔釜液位。另一方面BA-101爐富乙烷氣退出、循環丙烷退至BA-102爐，降低乙烷裂解爐的負荷。由于焦物過多導致EA-154切換、清理的頻繁，嚴重影響減粘塔的平穩運行。

12月12日，停工消缺打開DA-153倒空清理過程中，發現在其塔釜中積存了大量質地較硬的焦塊(見圖2)，塔底引出線結焦嚴重(見圖3)，阻塞了GA-154 A/B 入口過濾器的管道，導致其無法穩定運行。急冷器HB-151四只急冷油噴嘴拆開檢查正常，但急冷器內壁有部分掛焦。

圖2 減粘塔塔釜焦塊

圖3 減粘塔塔底部排放管線

2 影響減粘塔系統穩定運行的原因分析

2.1 工藝系統問題

(1)乙烷裂解爐運行不平穩。裝置開車早期，因系統運行不平穩、COT 控制不當等原因，導致乙烷爐爐管管壁焦層脫落，帶入減粘塔，并在塔內進一步聚合，形成較大的聚合物。

(2)急冷油進料中焦物較多。急冷油中的聚合物進入減粘塔，成為結焦母體，進而造成塔內結焦。

(3)減粘塔工藝參數控制不穩定，達不到設計值(見表2)。

表2 減粘塔各運行參數設計值與實際值的比較

2.2 設備問題

(1)配管布局不當，使得形成的焦粒不易排出。因在減粘塔塔釜排出管線配管過長，而且都是垂直水平方位安裝，彎頭設置過多(見圖4)，管徑尺寸不合理，容易積累焦粒，進而形成較大焦塊，阻塞管線，阻擋燃料油流入過濾器(FD-154),導致GA-154抽空，減粘塔無法正常運行。

圖4 減粘塔塔釜引出的PFO過濾器入口管線

(2)急冷器HB-151水平布置，不利于MS 防焦汽均勻注入，噴嘴易被膠粒堵死，而且由于重力和防焦噴嘴布局的原因，由乙烷爐和急冷油帶來的焦塊會在此噴嘴出口處掛焦，形成結焦母體，進而發展成大塊焦塊，然后隨著急冷油進入減粘塔。

3 針對分析結果建議改進措施

(1)提高乙烷裂解爐運行的穩定性。優化乙烷裂解爐的操作，使其操作負荷、裂解爐出口溫度(COT)及超高壓蒸汽(SS)溫度控制在工藝操作參數范圍內，以保證減粘塔的穩定進料，減小粘度控制系統的大幅度波動。

(2)加大過濾器排油頻次。由于急冷油經過濾器之后進入減粘塔，急冷油含有焦粒較多，為了降低急冷油中的焦粒，應加強過濾器排油和清焦頻次，進而降低結焦母體數量，提高油品品質。

(3)針對減粘塔燃料油出口管線出現堵塞情況，停工期間，減粘塔以及HB-151切出檢查，并在減粘塔底部抽出口增加過濾罩(見圖5)，從而把塔底的大焦塊隔離開來，避免大的焦塊進入相關管線并堵死。但這種技改缺點是當塔釜的焦塊積累到一定程度時必須切出清理，在一定程度上影響乙烷爐持續長期運行。

圖5 減粘塔塔內安裝的防焦罩

(4)增大減粘塔至FA-155排放線和PFO 過濾器入口管線的管徑和縮短管線的長度，并以一定的傾斜度安裝。

4 結語

隨著各項技改技措和優化措施的應用，降低結焦和大塊結焦塊的影響，急冷油減粘控制系統目前較為穩定，FD-154的切換和清理頻率有了很大下降，PFO 產品泵再沒有出現過抽空現象，不再對裝置生產形成制約，滿足了裝置高負荷生產的需要。